Пробурити всю планету: що станеться, якщо зробити наскрізну дірку в Землі
Учені розповіли, із чим можна зіткнутися, якщо пробурити нашу планету до ядра, а потім вийти з іншого боку.
Багато шарів Землі приховані для нас. Але що станеться, якби була можливість зробити наскрізну дірку в нашій планеті за допомогою буріння? Із якими екстремальними силами й температурами можна зіткнутися глибоко всередині Землі? Про це пише Live Science.
У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!
На сьогодні наскрізне буріння Землі — це наукова фантастика. Проте вчені знають, що може статися під час такого процесу на підставі досвіду, отриманого з інших проєктів надглибокого буріння. Із огляду на той факт, що діаметр нашої планети становить 12 756 км, для того, щоб зробити наскрізну дірку в Землі, потрібна гігантська бурова установка й десятки років безперервного буріння.
За словами Дуга Вілсона з Каліфорнійського університету в Санта-Барбарі, що в США, спочатку потрібно пробурити верхній шар Землі, тобто її кору. Товщина цього шару становить приблизно 100 км. Що далі заглиблюватиметься бур, то вищим ставатиме тиск. На дні кори це буде жахлива цифра.
Поки що найглибшою штучно створеною дірою в корі Землі є Кольська надглибока свердловина. Вона розташована в Росії, і її глибина становить 12,2 км. На дні цієї свердловини, яку бурили майже 20 років, тиск у 4 тисячі разів вищий, ніж звичайний тиск на поверхні Землі, тобто на рівні моря.
Але щоб дістатися до наступного шару Землі, тобто мантії, потрібно зробити дірку глибиною ще 80 км. Вважається, що мантія, яка складається з дуже щільної породи, протирається вниз на глибину 2800 км, і саме вона відповідальна за рух літосферних плит. Після мантії вже можна досягти ядра Землі, що складається із зовнішнього рідкого ядра та внутрішнього твердого ядра.
За словами Вілсона, під час буріння наскрізної діри в планеті, вона обрушиться, якщо в неї постійно не закачувати буровий розчин. Цей розчин є рідиною, що складається з різних мінералів. За допомогою ваги рідини відбувається врівноваження тиску всередині свердловини з тиском навколишньої породи, і це запобігає її обваленню. Також за допомогою бурового розчину відбувається очищення бура від гірських порід, і розчин також допомагає знизити низьку температуру бура під час звичайного створення свердловин. За словами Вілсона, зберегти бур більш-менш холодним у глибоких шарах Землі стане практично неможливо.
Із огляду на те, що температура в мантії становить 1410 градусів за Цельсієм, то бур із нержавіючої сталі розплавиться. Тому він має бути виготовлений зі спеціалізованого сплаву, схожого на титан.
Якщо все ж таки вдасться досягти зовнішнього ядра на глибині 2896 км, то просвердлити цей шар ядра, що складається із заліза та нікелю буде дуже складно. І це пов'язано з високою температурою, яка перебуває в діапазоні від 4 до 5 тисяч градусів за Цельсієм.
За словами Деймона Тігла з Університету Саутгемптона, що у Великій Британії, якщо не буде можливості охолодити бур, то він просто розплавиться. Якщо вийде пробурити зовнішнє ядро товщиною понад 2000 км, то бур досягне внутрішнього твердого ядра. Але тиск у рідкому шарі в 350 млн разів більший, ніж звичайний атмосферний тиск.
За словами Вілсона, під час свого руху до центру Землі бур притягуватиметься до ядра гравітацією нашої планети. У центрі ядра гравітація буде такою ж, як на орбіті, тобто там існує майже невагомість. Це пов'язано з тим, що тяжіння маси Землі буде однаковим у всіх напрямках.
Коли бур пройде ядро та почнеться буріння, щоб вийти з іншого боку Землі, то гравітація зміниться щодо положення бура. Тобто вона тягнутиме бур вниз до центру планети. Щоб рухатися далі, бур має подолати силу гравітації та знову пройти через зовнішнє ядро, мантію та кору.
За словами Тігла, навіть якщо вдасться пробурити дірку з одного боку планети й досягти ядра, то вийти з іншого боку Землі буде просто величезною за своїми масштабами проблемою. Тому такий проєкт поки що залишається лише науковою фантастикою, і невідомо, чи зможуть люди колись у майбутньому його здійснити.
Як уже писав Фокус, учені з'ясували, що поруч із ядром Землі застряг шматок іншої планети. Дослідники остаточно підтвердили наявність двох чужорідних згустків глибоко під поверхнею Землі.